特許 6305094 共振回路及び発振回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6305094

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】共振回路及び発振回路

(51)【国際特許分類】

   H03B 5/32 20060101AFI20180326BHJP

【ＦＩ】

   H03B5/32 E

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-27159(P2014-27159)

(22)【出願日】2014年2月17日

(65)【公開番号】特開2014-200068(P2014-200068A)

(43)【公開日】2014年10月23日

【審査請求日】2016年11月17日

(31)【優先権主張番号】特願2013-49254(P2013-49254)

(32)【優先日】2013年3月12日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000232483

【氏名又は名称】日本電波工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(72)【発明者】

【氏名】石井 武仁

【審査官】 ▲高▼須 甲斐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２１７６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２８０９９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０３Ｂ ５／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１振動子と、
前記第１振動子と直列に接続され、かつ前記第１振動子と共振周波数が異なる第２振動子と、
前記第１振動子と並列に、互いに直列に接続された反転増幅器及び容量素子と、
前記第１振動子と前記第２振動子との間のノードとグランドとの間に設けられた負性容量回路と、
を備える共振回路。

【請求項2】

前記容量素子の容量は、前記第１振動子の等価並列容量と等しい、
請求項１に記載の共振回路。

【請求項3】

前記負性容量回路は、容量値を変化させることができる、
請求項１又は２に記載の共振回路。

【請求項4】

前記第１振動子と並列に設けられた第１可変抵抗と、
前記第２振動子と並列に設けられた第２可変抵抗と、
をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の共振回路。

【請求項5】

前記第１振動子と前記第２振動子との間に可変容量素子をさらに備える請求項１から４のいずれか一項に記載の共振回路。

【請求項6】

第１振動子と、
前記第１振動子と直列に接続され、かつ前記第１振動子と共振周波数が異なる第２振動子と、
前記第１振動子と並列に、互いに直列に接続された反転増幅器及び容量素子と、
前記第１振動子と前記第２振動子との間のノードとグランドとの間に設けられた負性容量回路と、
前記第２振動子が出力する信号を前記第１振動子に帰還する帰還部と、
を備える発振回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、共振回路及び発振回路に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、共振周波数が異なる複数の水晶振動子を用いることにより、単一の水晶振動子で調整可能な周波数範囲よりも広い周波数範囲で発振周波数を調整できる反共振回路が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【0003】

図８は、従来の反共振回路４００の構成例を示す。図８において、反共振回路４００は、交流信号源４３０の出力抵抗４４０と負荷抵抗４５０とに接続されている。

【0004】

反共振回路４００は、出力抵抗４４０と負荷抵抗４５０との間における異なる経路に接続された水晶振動子４１１及び水晶振動子４２１を備える。水晶振動子４１１が接続された第１の経路には、減衰器４１２、インダクタ４１３及びキャパシタ４１４が直列に設けられている。水晶振動子４１１は、インダクタ４１３とキャパシタ４１４との接続点とグランドとに接続されている。同様に、水晶振動子４２１が接続された第２の経路には、減衰器４２２、インダクタ４２３及びキャパシタ４２４が直列に設けられている。水晶振動子４２１は、インダクタ４２３とキャパシタ４２４との接続点とグランドとに接続されている。

【0005】

水晶振動子４１１及び水晶振動子４２１は、それぞれ異なる共振周波数を有しており、キャパシタ４１４及びキャパシタ４２４を介して互いに接続されている。これにより、反共振回路４００は、水晶振動子４１１の共振周波数と水晶振動子４２１の共振周波数との間の周波数において共振する。減衰器４１２及び減衰器４２２の減衰率を変化させることにより、反共振回路４００の反共振周波数が変化する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７−２９５２５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、水晶振動子、ＭＥＭＳ（Micro-Electro-Mechanical Systems）振動子等の高いＱを有する共振子の共振周波数は、ｆ_Ｌ＝（１／２π）√｛（Ｃ_１＋Ｃ_Ｌ）／Ｌ_１Ｃ_１Ｃ_Ｌ｝で表される。ここで、Ｃ_１は振動子の等価回路のモーショナルキャパシタンス、Ｃ_Ｌは負荷容量、Ｌ_１は振動子の直列インダクタンスである。

【0008】

Ｃ_１が比較的小さいＭＥＭＳ振動子を用いた発振回路においては、振動子に印加するバイアス電圧を調整することによって周波数の調整が行われる。しかし、集積回路や個別部品において実現できる数ｐＦオーダーの容量値に対してＣ_１が非常に小さい振動子を発振回路に用いた場合は、Ｃ_Ｌ＞＞Ｃ_１の関係に基づいてｆ_Ｌ＝（１／２π）√（１／Ｌ_１Ｃ_１）と近似できるので、共振周波数は、振動子が有するＬ_１及びＣ_１に基づいて定められる。したがって、上記の振動子を発振回路に用いる場合には、振動子の共振周波数の温度特性が、そのまま発振周波数の温度特性に反映されてしまう。

【0009】

特に、ＭＥＭＳ振動子の共振周波数の温度特性は−３０ｐｐｍ／℃程度であり、温度変化に対する周波数変化範囲が比較的大きい。したがって、ＭＥＭＳ振動子を用いた発振回路においては、バイアス電圧を調整するだけでは、温度変化を相殺して安定した発振周波数を得ることが困難である。

【0010】

図８に示した反共振回路４００においては、単一のＭＥＭＳ振動子のバイアス電圧を調整する場合よりも広い周波数範囲で反共振周波数を変化させることができる。しかし、反共振回路４００において、反共振周波数におけるＱの値を発振回路に用いることができる程度に大きな値にするために、インダクタ４１３及びインダクタ４２３のインダクタンス値を十分に大きな値にしなければならなかった。具体的には、特許文献１においては、インダクタ４１３及びインダクタ４２３のインダクタンス値として２７μＨが例示されている。

【0011】

しかし、インダクタは、温度変化に応じてインダクタンス値が大きく変化する。また、振動子のばらつきに応じてインダクタンス値を調整することも困難である。したがって、インダクタを用いた共振回路においては、安定した発振周波数の発振信号を得ることができなかった。さらに、μＨオーダーのインダクタンス値を有するインダクタは、集積回路に内蔵することが困難であった。したがって、従来の反共振回路４００を用いて、安定した発振周波数の発振信号を得られる発振回路を、低コストで量産することができなかった。

【0012】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、集積回路に内蔵することが可能であり、かつ、振動子の共振周波数と異なる周波数で共振させることができる共振回路及び発振回路を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の第１の実施態様においては、第１振動子と、第１振動子と直列に接続された第２振動子と、第１振動子と並列に、互いに直列に接続された反転増幅器及び容量素子と、第１振動子と第２振動子との間のノードとグランドとの間に設けられた負性容量回路と、を備える共振回路を提供する。容量素子の容量は、例えば、第１振動子の等価並列容量と等しい。また、負性容量回路は、容量値を変化させることができてもよい。

【0014】

上記の共振回路は、第１振動子と並列に設けられた第１可変抵抗と、第２振動子と並列に設けられた第２可変抵抗と、をさらに備えてもよい。また、上記の発振回路は、第１振動子と第２振動子との間に可変容量素子をさらに備えてもよい。

【0015】

本発明の第２の実施態様においては、第１振動子と、第１振動子と直列に接続された第２振動子と、第１振動子と並列に、互いに直列に接続された反転増幅器及び容量素子と、第１振動子と第２振動子との間のノードとグランドとの間に設けられた負性容量回路と、第２振動子が出力する信号を第１振動子に帰還する帰還部と、を備える発振回路を提供する。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る発振回路によれば、集積回路に内蔵することが可能であり、かつ、振動子の共振周波数と異なる周波数で共振させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】第１の実施形態に係る発振器の構成例を示す。

【図2】第１の実施形態に係る共振回路の等価回路を用いたシミュレーション回路を示す。

【図3A】第１の実施形態に係る共振回路の利得の周波数特性の一例を示す。

【図3B】第１の実施形態に係る共振回路の位相の周波数特性の一例を示す。

【図3C】比較例に係る共振回路の利得の周波数特性を示す。

【図4】第２の実施形態に係る共振回路の構成例を示す。

【図5】第３の実施形態に係る共振回路の構成例を示す。

【図6A】第３の実施形態に係る共振回路の利得の周波数特性の一例を示す。

【図6B】第３の実施形態に係る共振回路の位相の周波数特性の一例を示す。

【図7】第４の実施形態に係る発振器の構成例を示す。

【図8】従来の発振回路の構成例を示す。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜第１の実施形態＞
［発振器１００の構成］
図１は、第１の実施形態に係る発振器１００の構成例を示す。発振器１００は、共振回路１と増幅回路２とを備える。増幅回路２は、第２振動子１２が出力する信号を第１振動子１１に帰還する帰還部として機能する。共振回路１と増幅回路２とがループを形成することにより、発振器１００は、共振回路１の共振周波数の発振信号を発生させることができる。

【0019】

［共振回路１の構成］
共振回路１は、第１振動子回路１０と、第２振動子１２と、負性容量回路１５とを備える。第１振動子回路１０は、第１振動子１１と、反転増幅器１３と、容量素子１４とを備える。
第１振動子１１及び第２振動子１２は、例えばＡＴカット水晶振動子、ＳＣカット水晶振動子及びＭＥＭＳ振動子である。第１振動子１１と第２振動子１２とは、直列に接続されている。

【0020】

本実施形態における第１振動子１１の共振周波数ｆｒ_１は、約５１．９ＭＨｚであり、反共振周波数ｆａ_１は、約５２．０ＭＨｚである。第２振動子１２の共振周波数ｆｒ_２は、約５２．１ＭＨｚであり、反共振周波数ｆａ_２は、約５２．２ＭＨｚである。すなわち、第１振動子１１及び第２振動子１２の共振周波数と反共振周波数との関係は、ｆｒ_１＜ｆａ_１＜ｆｒ_２＜ｆａ_２である。

【0021】

反転増幅器１３及び容量素子１４は、第１振動子１１と並列に、互いに直列に接続されている。すなわち、反転増幅器１３の入力端子は、第１振動子１１の一端に接続されており、反転増幅器１３の出力端子は、容量素子１４の一端に接続されている。容量素子１４の他端は、第１振動子１１と第２振動子１２との間のノードに接続されている。反転増幅器１３の利得は１であることが好ましい。

【0022】

負性容量回路１５は、第１振動子１１と第２振動子１２との間のノードとグランドとの間に設けられている。負性容量回路１５は、正の電圧を印加すると電荷を放出する性質を持つ回路である。例えば、負性容量回路１５は、オペアンプ又は複数のトランジスタのような能動素子と、キャパシタ及び抵抗のような受動素子とを組み合わせて構成される公知の回路により構成される。

【0023】

図２は、第１の実施形態に係る共振回路１の等価回路を用いたシミュレーション回路を示す。図２において、共振回路１は、交流信号源１６と負荷抵抗１７とに接続されている。交流信号源１６及び負荷抵抗１７は、共振回路１を図１に示した発振器１００に用いた場合の動作をシミュレーションするために設けられている。

【0024】

第１振動子１１においては、等価並列容量１１１と、互いに直列に接続された等価直列容量１１２、等価直列インダクタ１１３及び等価直列抵抗１１４とが並列に接続されている。第２振動子１２においては、等価並列容量１２１と、互いに直列に接続された等価直列容量１２２、等価直列インダクタ１２３及び等価直列抵抗１２４とが並列に接続されている。

【0025】

容量素子１４の容量は、第１振動子１１の等価並列容量１１１の容量と等しい。交流信号源１６が出力する信号は、等価並列容量１１１に入力されるとともに反転増幅器１３に入力される。反転増幅器１３を介して容量素子１４に入力される信号は、等価並列容量１１１に入力される信号と逆相である。したがって、等価並列容量１１１を通過した信号は、等価並列容量１１１と容量値が等しい容量素子１４を通過した信号により打ち消される。

【0026】

負性容量回路１５の容量値は、例えば、容量素子１４、等価並列容量１１１及び等価並列容量１２１の容量値と符号が反対で、容量素子１４、等価並列容量１１１及び等価並列容量１２１の容量値を合計した値に等しい。第１振動子１１と第２振動子１２との間に負性容量回路１５があることで、等価並列容量１１１、容量素子１４及び等価並列容量１２１の影響が打ち消されるので、共振回路１は、第１振動子１１の反共振周波数の影響を受けにくくなり、第１振動子１１の共振周波数と第２振動子１２の共振周波数との間で発振しやすくなる。このように、負性容量回路１５が接続されるノード、すなわち、第１振動子回路１０と第２振動子１２との接続点から、第１振動子回路１０を見ても、第２振動子１２を見ても、第１振動子回路１０の容量素子１４、等価並列容量１１１、及び第２振動子１２の等価並列容量１２１を見えないようにすることで、第１振動子１１の共振周波数と第２振動子１２の共振周波数の中間に共振周波数を成立させることができる。

【0027】

なお、負性容量回路１５の容量値が容量素子１４、等価並列容量１１１及び等価並列容量１２１の容量値を合計した値よりも小さくなると、共振回路１の共振周波数が第１振動子１１の共振周波数に近づく。また、負性容量回路１５の容量値が容量素子１４、等価並列容量１１１及び等価並列容量１２１の容量値を合計した値よりも大きくなると、共振回路１の共振周波数が第２振動子１２の共振周波数に近づく。したがって、負性容量回路１５の容量値を変化させることにより、共振回路１の共振周波数を変化させることができる。例えば、負性容量回路１５にバリキャップダイオードのような可変容量素子を用いれば、当該可変容量素子に印加する電圧を変化させることによって共振回路１の共振周波数を変化させることができる。

【0028】

図３Ａは、第１の実施形態に係る共振回路１の利得の周波数特性の一例を示す。図３Ａにおける破線は、第１振動子回路１０の利得の周波数特性である。また、図３Ａにおける１点鎖線は、第２振動子１２の利得の周波数特性である。また、図３Ａにおける実線は、共振回路１の利得の周波数特性である。図３Ｂは、第１の実施形態に係る共振回路１の位相の周波数特性の一例を示す。図３Ｂにおける破線は、第１振動子回路１０の位相である。また、図３Ｂにおける１点鎖線は、第２振動子１２の位相である。図３Ｂにおける実線は、共振回路１の位相である。

【0029】

図３Ａに示されているように、第１振動子回路１０の利得の周波数特性においては、第１振動子１１の共振周波数である５１．９ＭＨｚ付近に、利得が大きいピークがある。第２振動子１２の利得の周波数特性においては、第２振動子１２の共振周波数である５２．１ＭＨｚ付近に利得が大きいピークがある。また、共振回路１の利得の周波数特性においては、第１振動子１１の共振周波数と第２振動子１２の共振周波数との間の５２．０ＭＨｚ付近に利得が大きいピークがある。このように、共振回路１においては、第１振動子１１の共振周波数と第２振動子１２の共振周波数との間の周波数が共振周波数になることがわかる。また、図３Ｂに示されるように、第１振動子１１、第２振動子１２及び共振回路１は、それぞれの利得のピークに対応する周波数において位相が１８０度変化している。

【0030】

第２振動子１２及び共振回路１の利得の周波数特性においては、第２振動子１２の反共振周波数である５２．２ＭＨｚ付近に、利得が小さいピークが生じている。これに対して、図３Ａの破線が示すように、第１振動子回路１０の利得の周波数特性においては反共振周波数が見られない。これは、以下の理由により、第１振動子１１と並列に反転増幅器１３及び容量素子１４が設けられていることで、第１振動子回路１０の反共振周波数が第２振動子１２の共振周波数ｆｒ_２よりも高くなったためである。

【0031】

第１振動子１１の反共振周波数ｆａ_１は、ｆａ_１＝ｆｒ_１・（１／２π）√｛１＋Ｃ_１／Ｃ_０｝で表される。ここで、Ｃ_０は第１振動子１１の等価並列容量１１１の容量値、Ｃ_１は第１振動子１１の等価直列容量１１２の容量値である。上記の式からわかるように、第１振動子１１の等価並列容量１１１の容量値が小さければ小さいほど、反共振周波数ｆａ_１が高くなる傾向にある。

【0032】

本実施形態における第１振動子回路１０では、反転増幅器１３及び容量素子１４が設けられていることによってＣ_０が打ち消されるので、第１振動子回路１０の反共振周波数ｆａ_１が第２振動子１２の共振周波数ｆｒ_２に比べて大きくなる。その結果、共振回路１においては、第１振動子１１の共振周波数ｆｒ_１と第２振動子１２の共振周波数ｆｒ_２との間の全ての周波数範囲において発振条件が満たされるので、共振回路１は、広い周波数範囲で共振周波数を変化させることができる。

【0033】

［比較例］
図３Ｃに、比較例として、共振回路１から反転増幅器１３、容量素子１４及び負性容量回路１５を削除した回路における利得の周波数特性を示す。図３Ｃにおける破線は、第１振動子１１の利得の周波数特性である。また、図３Ｃにおける１点鎖線は、第２振動子１２の利得の周波数特性である。また、図３Ｃにおける実線は、第１振動子１１及び第２振動子１２を直列に接続した比較例の回路における利得の周波数特性を示す。

【0034】

図３Ｃに示すように、共振回路１から反転増幅器１３、容量素子１４及び負性容量回路１５を削除した回路においては、第１振動子１１の共振周波数ｆｒ_１と第２振動子１２の共振周波数ｆｒ_２との間に第１振動子１１の反共振周波数ｆａ_１があるので、第１振動子１１の共振周波数ｆｒ_１と第２振動子１２の共振周波数ｆｒ_２との間で周波数を変化させようとすると、第１振動子１１の共振周波数ｆｒ_１と第２振動子１２の共振周波数ｆｒ_２との間の全ての周波数範囲では発振条件が満たされず、狭い周波数範囲でしか発振条件が満たされない。

【0035】

［第１の実施形態における効果］
以上のとおり、第１の実施形態に係る共振回路１によれば、第１振動子１１と、第１振動子１１と直列に接続された第２振動子１２と、第１振動子１１と並列に、互いに直列に接続された反転増幅器及び容量素子と、第１振動子１１と第２振動子１２との間のノードとグランドとの間に設けられた負性容量回路１５とを備えることで、第１振動子１１の共振周波数ｆｒ_１と第２振動子１２の共振周波数ｆｒ_２との間の周波数に共振周波数を設定することができる。

【0036】

＜第２の実施形態＞
［振動子と並列に可変抵抗を備える］
図４は、第２の実施形態に係る共振回路１の構成例を示す。共振回路１は、第１可変抵抗１８及び第２可変抵抗１９をさらに備える点で図２に示した共振回路１と異なり、他の点で同じである。

【0037】

第１可変抵抗１８は、第１振動子１１と並列に設けられている。第２可変抵抗１９は、第２振動子１２と並列に設けられている。第１振動子１１を流れる電流は、第１可変抵抗１８の抵抗値を調整することによって調整される。また、第２振動子１２を流れる電流は、第２可変抵抗１９の抵抗値を調整することによって調整される。

【0038】

例えば、第１可変抵抗１８の抵抗値が等価直列抵抗１１４に対して比較的大きく、第２可変抵抗１９の抵抗値が等価直列抵抗１２４に対して比較的小さい場合、交流信号源１６から出力された電流は第１振動子回路１０を通過する。そして、第１振動子回路１０を通過した電流のうち比較的多くの割合の電流が第２可変抵抗１９を通過する。したがって、この場合の共振回路１においては第２振動子１２の影響をほとんど受けず、第１振動子回路１０を通過した信号のうち、第２振動子１２の共振周波数から離れた周波数の信号も減衰されない。その結果、共振回路１の共振周波数は、第２振動子１２の共振周波数に比べて第１振動子回路１０の共振周波数に近い周波数となる。

【0039】

他方、第１可変抵抗１８の抵抗値が等価直列抵抗１１４に対して比較的小さく、第２可変抵抗１９の抵抗値が等価直列抵抗１２４に対して比較的大きい場合、交流信号源１６から出力された電流は第１振動子回路１０の影響をほとんど受けることなく第１可変抵抗１８を通過する。そして、第１可変抵抗１８を通過した電流のうち比較的多くの割合の電流が第２振動子１２を通過する。したがって、この場合の共振回路１においては第１振動子回路１０の影響をほとんど受けず、第１振動子回路１０の共振周波数から離れた周波数の信号が減衰されることなく第２振動子１２に入力される。その結果、共振回路１の共振周波数は、第１振動子回路１０の共振周波数に比べて第２振動子１２の共振周波数に近い周波数となる。

【0040】

第１可変抵抗１８及び第２可変抵抗１９の抵抗値を変化させることにより、共振回路１に入力された信号のそれぞれの周波数成分が、第１振動子回路１０及び第２振動子１２を通過する間に減衰される量が変化する。そして、第１振動子回路１０及び第２振動子１２を通過する間に減衰する量が最も小さい周波数において、共振回路１が共振する。

【0041】

［第２の実施形態における効果］
以上のとおり、第２の実施形態に係る共振回路１によれば、第１可変抵抗１８及び第２可変抵抗１９をさらに備えることにより、共振回路１の共振周波数を、第１振動子１１の共振周波数と第２振動子１２の共振周波数との間で調整することができる。すなわち、第２の実施形態に係る共振回路１においては、第１可変抵抗１８及び第２可変抵抗１９の値に応じて、図３Ａの実線で示される共振回路１の周波数特性におけるピークの周波数を、第１振動子１１の共振周波数ｆｒ_１と第２振動子１２の共振周波数ｆｒ_２との間で変化させることができる。

【0042】

＜第３の実施形態＞
［第１振動子１１と第２振動子１２との間に可変容量素子を備える］
図５は、第３の実施形態に係る共振回路１の構成例を示す。第３の実施形態に係る共振回路１は、可変容量素子２０をさらに備える点で図４に示した共振回路１と異なり、他の点で同じである。図６Ａは、第３の実施形態に係る共振回路１の利得の周波数特性の一例を示す。図６Ｂは、第３の実施形態に係る共振回路１の位相の周波数特性の一例を示す。

【0043】

可変容量素子２０は、第１振動子１１と第２振動子１２との間に設けられている。可変容量素子２０は、例えば、バリキャップダイオード、又はＦＥＴと抵抗との直列接続によって構成される素子群である。可変容量素子２０の容量値を変化させることにより、共振回路１の共振周波数を変化させることができる。

【0044】

図６Ａにおける破線は、可変容量素子２０の容量値を十分に大きくした状態で第２可変抵抗１９を短絡した共振回路１における利得の周波数特性である。この状態では、第１振動子１１の周波数特性が共振回路１の周波数特性に対して強く影響するため、共振回路１の共振周波数は、第１振動子１１の共振周波数に近い。第２可変抵抗１９を短絡した状態で、可変容量素子２０の容量値を減少させることにより、共振回路１の共振周波数が高くなり、実線で示す周波数特性に変化する。

【0045】

また、第２可変抵抗１９の抵抗値と可変容量素子２０の容量値とを十分に大きくして、第１振動子１１の共振周波数と第２振動子１２の共振周波数との中央付近の周波数に共振回路１の共振周波数をした後に、可変容量素子２０の容量値を減少させると、第２振動子１２の周波数特性が共振回路１の周波数特性に対して強く影響するようになる。その結果、図６Ａにおける１点鎖線が示すように、共振回路１の周波数特性は第２振動子１２の周波数特性に近づく。

【0046】

［第３の実施形態における効果］
以上のとおり、第３の実施形態に係る共振回路１によれば、可変容量素子２０をさらに備えることにより、共振回路１の共振周波数をさらに自由に変化させることができる。

【0047】

＜第４の実施形態＞
図７は、第４の実施形態に係る発振器２００の構成例を示す。図７に示した発振器２００における共振回路１は、第３振動子２１と、負性容量回路２２と、反転増幅器２３と、容量素子２４とをさらに備える点で図１に示した発振器１００における共振回路１と異なり、他の点で同じである。

【0048】

第３振動子２１の共振周波数は、第２振動子１２の共振周波数よりも高い。負性容量回路２２の容量値は、第２振動子１２の端子間容量、第３振動子２１の端子間容量及び容量素子２４と符号が反対で、これらの容量値を合計した値に等しい。反転増幅器２３及び容量素子２４は、第２振動子１２の端子間容量を相殺する。

【0049】

図７に示した共振回路１が負性容量回路２２と、反転増幅器２３と、容量素子２４とを備えることにより、第１振動子１１の反共振周波数と第２振動子１２の反共振周波数が第３振動子２１の共振周波数よりも高くなるので、発振器２００は、第１振動子１１の共振周波数と第３振動子２１の共振周波数との間の周波数で発振する。負性容量回路２２の容量値を変化させることにより、第１振動子１１の共振周波数と第３振動子２１の共振周波数との間で、発振器２００の発振周波数を変化させることができる。なお、第２の実施形態と同様に、第３振動子２１と並列に可変抵抗を設けて、可変抵抗の抵抗値を変化させたり、第３の実施形態と同様に、第２振動子１２と第３振動子２１との間に可変容量素子を設けて、可変容量素子の容量値を変化させたりすることによっても、発振器２００の発振周波数を変化させることができる。

【0050】

［第４の実施形態における効果］
以上のとおり、第４の実施形態に係る発振器２００によれば、第３振動子２１と、負性容量回路２２と、反転増幅器２３と、容量素子２４とをさらに備えることで、上記の実施形態よりもさらに広い周波数範囲で、発振周波数を変化させることができる。

【0051】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0052】

例えば、第１の実施形態においては、第１振動子１１に並列に反転増幅器１３と容量素子１４とが直列に接続されていたが、第２振動子１２に並列に反転増幅器１３及び容量素子１４と同等の回路が接続されていてもよい。
また、第４の実施形態においては、発振器２００が３個の振動子を備える構成について説明したが、発振器２００は、さらに多くの振動子を備えてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１・・・共振回路、２・・・増幅回路、１１・・・第１振動子、１２・・・第２振動子、１３・・・反転増幅器、１４・・・容量素子、１５・・・負性容量回路、１６・・・交流信号源、１７・・・負荷抵抗、１８・・・第１可変抵抗、１９・・・第２可変抵抗、２０・・・可変容量素子、２１・・・第３振動子、２２・・・負性容量回路、２３・・・反転増幅器、２４・・・容量素子、２００・・・発振器

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】